2.2　课后习题详解

一、概念题

1．兴奋

答：兴奋是指机体代谢、功能从相对静止状态转变为活动状态，或是从弱的活动状态转变为强的活动状态，是产生动作电位本身或动作电位的同义语。

2．兴奋性

答：兴奋性是指组织细胞接受刺激具有产生动作电位的能力，是肌肉在刺激作用下具有产生兴奋的特性。兴奋性是一切生命体所具有的生理特性，不同组织细胞的兴奋性不同。

3．动作电位

答：动作电位是指可兴奋细胞兴奋时，细胞内产生的可扩布的电位变化。动作电位的成因首先是细胞在有效刺激作用下膜的逐步去极化，当膜去极化达到阈电位水平时，膜对Na＋的通透性迅速提高（快钠通道开放），Na＋迅速大量地由膜外向膜内移动，钠的内流形成了动作电位的除极相，动作电位相当于钠的平衡电位。

4．肌小节

答：肌小节是指在肌原纤维上相邻两Ｚ线之间的一段肌原纤维。它包括中间的暗带和两侧各1/2的明带。肌小节又是由更微细的平行排列的粗肌丝和细肌丝组成的。

5．肌肉的兴奋—收缩耦联

答：兴奋—收缩耦联是指把以肌细胞膜的电变化为特征的兴奋过程与肌丝滑行为基础的收缩过程联系在一起的中介过程。目前研究认为，肌肉的兴奋—收缩耦联至少包括三个主要步骤：①电兴奋通过横管系统传向肌细胞深处；②三联管结构处的信息传递；③肌浆网中Ca2＋释放入胞浆以及Ca2＋由胞浆向肌浆网的再聚积。

6．缩短收缩

答：缩短收缩是指当肌肉收缩产生的张力大于外加的阻力时，肌肉收缩，长度缩短的收缩形式。缩短收缩时肌肉起止点互相靠近，又称向心收缩。

7．拉长收缩

答：拉长收缩是指当肌肉收缩产生的张力小于外加的阻力时，肌肉积极收缩，被拉长的收缩形式。拉长收缩时肌肉起止点相离，又称离心收缩。

8．等长收缩

答：等长收缩，又称静力收缩，是指当肌肉收缩产生的张力等于外加的阻力时，肌肉积极收缩，长度不变的收缩形式。等长收缩时负荷未发生位移，从物理学角度认识，肌肉没有做外功，但仍消耗很多能量。等长收缩是肌肉静力性工作的基础，在人体运动中对运动环节固定、支持和保持身体某种姿势起重要作用。

9．肌电图

答：肌电图是指通过肌肉电图仪的引导和放大，把肌肉兴奋时产生的动作电位描记下来所得到的图形。肌电图的检测主要利用肌电图仪，它一般由放大器、显示和记录装置、记录电极等组成。

二、简答题

1．刺激引起组织兴奋应具备哪些条件？了解这些有何意义？

答：（1）具备的条件

刺激泛指引起组织兴奋的各种动因。任何刺激要引起组织兴奋必须满足三个基本条件：

①一定的刺激强度。

②一定的作用时间。

③一定的“强度—时间”变化率。

（2）意义

在一定范围内，引起组织兴奋所需的阈强度和其作用时间呈反变关系，若将两者描绘在直角坐标系中，可得到一条曲线称“强度—时间曲线”，该曲线提示了组织兴奋的普遍规律，在体内一切可兴奋细胞都可以绘制出类似的曲线，“强度—时间曲线”可以全面反映组织的兴奋性。

2．比较兴奋在神经纤维传导与在神经—肌肉接点传递的机制和特点。

答：（1）神经纤维传导

在神经纤维上传导的动作电位，习惯上称为神经冲动。它具有以下特征：

①生理完整性

神经传导首先要求神经纤维在结构和生理功能上都是完整的。由于一些原因（如纤维切断、机械压力、冷冻、电流、化学药品作用等）致使神经纤维局部结构或机能发生改变，神经的传导则中断。

②双向传导

刺激神经纤维的任何一点，所产生的神经冲动均可、沿纤维向两侧方向传导，这是因为局部电流可向两侧传导的缘故。

③不衰减和相对不疲劳性

在传导过程中，锋电位的幅度和传导速度不因传导距离增大而减弱，也不因刺激作用时间延长而改变。这是因为神经传导的能量来源于兴奋神经本身。

④绝缘性

在神经干内包含有许多神经纤维，而神经传导各行其道互不干扰。绝缘性主要由于髓鞘的存在。

（2）神经—肌肉接点传递

①兴奋在神经—肌肉接点传递的机制

兴奋在神经—肌肉接点的传递是通过化学递质乙酰胆碱和终板膜电位变化来实现的。

②兴奋在神经—肌肉接点的传递有如下特点：

a．化学传递

神经和肌肉之间的兴奋传递是通过化学递质进行的，该递质为乙酰胆碱。

b．兴奋传递节律

兴奋传递的节律是1对1的，即每一次神经纤维兴奋都可引起一次肌肉细胞兴奋。因为神经末梢每次动作电位所引起的乙酰胆碱释放量相当大，足以产生较大的终板电位，从而激发肌肉细胞兴奋。

c．单向传递

兴奋只能由神经末梢传向肌肉，而不能相反。

d．时间延搁

兴奋的传递要经历递质的释放、扩散和作用等多个环节，因而传递速度缓慢。

e．高敏感性。

易受化学和其他环境因素变化的影响，易疲劳。

3．试述从肌细胞兴奋到肌肉收缩的全过程。

答：肌肉的生理特性是指肌肉的兴奋性和收缩性。肌肉在刺激作用下具有产生兴奋的特性，称兴奋性。肌肉兴奋后产生收缩反应的特性为收缩性。

（1）肌细胞兴奋

兴奋性是指组织细胞接受刺激具有产生动作电位的能力。而兴奋则是产生动作电位本身或动作电位同义语。刺激泛指引起组织兴奋的各种动因。任何刺激要引起组织兴奋必须满足三个基本条件：

①一定的刺激强度

②一定的作用时间

③一定的“强度—时间”变化率

（2）肌肉收缩

在完整的机体内，肌肉的收缩与舒张活动是在中枢神经系统的控制下实现的，其过程至少包括以下三个环节：

①兴奋在神经—肌肉接点的传递

神经—肌肉接点是实现兴奋由运动神经传递到肌肉的装置。

a．神经—肌肉接点的结构

神经—肌肉接点类似于突触，其结构包括接点前膜、接点后膜和接点间隙三个部分。

b．兴奋在神经—肌肉接点传递的机制

兴奋在神经—肌肉接点的传递是通过化学递质乙酰胆碱和终板膜电位变化来实现的。

c．兴奋在神经—肌肉接点的传递特点主要包括：化学传递、兴奋传递节律、单向传递、时间延搁、高敏感性。

②肌肉的兴奋—收缩耦联

肌细胞兴奋过程是以膜的电变化为特征的，而肌细胞的收缩过程是以肌纤维机械变化为基础。它们有着不同的生理机制，肌肉收缩时需要某种中介过程把它们联系起来，即肌肉的兴奋—收缩耦联。

③肌肉的收缩与舒张过程

从分子水平上分析，肌肉收缩实际上是构成粗肌丝的肌球蛋白和细肌丝的肌动蛋白相互作用的结果，而细肌丝中的原肌球蛋白和肌钙蛋白则起着控制作用。

4．比较缩短收缩、拉长收缩和等长收缩的力学特征，指出它们在体育实践中的应用。

答：（1）缩短收缩

缩短收缩是指肌肉收缩所产生的张力大于外加的阻力时，肌肉缩短，并牵引骨杠杆做相向运动的一种收缩形式。依据整个关节运动范围肌肉张力与负荷的关系，缩短收缩又有非等动收缩和等动收缩之分。

①非等动收缩（等张收缩）

非等动收缩是肌肉克服恒定负荷的一种收缩形式。在非等动收缩中所能举起的最大重量只能是张力最小的关节角度所能承受的最大负荷，用非等动收缩发展力量只有关节力量最弱点得到最大锻炼。

②等动收缩

等动收缩是指通过专门的等动练习器械，使肌肉产生的张力在整个关节范围内，能始终与负荷等同，肌肉能以恒定速度或等同的强度收缩。采用等动收缩发展力量可使肌肉在关节整个运动范围都得到最大锻炼。

（2）拉长收缩

拉长收缩是指当肌肉收缩所产生的张力小于外力时，肌肉积极收缩但被拉长的收缩形式。运动实践中拉长收缩又往往与缩短收缩形成所谓牵张一缩短环，即肌肉在缩短收缩前先进行拉长收缩，使肌肉被牵拉伸长，这样，在紧接着的缩短收缩时，便可产生更大的力量或输出功率。

（3）等长收缩

等长收缩是指当肌肉收缩产生的张力等于外力时，肌肉积极收缩，但长度不变的收缩形式。等长收缩时负荷未发生位移，从物理学角度认识，肌肉没有做外功，但仍消耗很多能量。

等长收缩是肌肉静力性工作的基础，在人体运动中对运动环节固定、支持和保持身体某种姿势起重要作用。

5．分析肌肉收缩的张力与速度、长度与张力关系及其生理机制。

答：（1）肌肉收缩的张力与速度关系

在一定的范围内，肌肉收缩产生的张力和速度大致呈反比关系。后负荷越大，肌肉产生的张力也越大，肌肉缩短开始也越晚，缩短的初速度也越小；反之亦然。即：

①当后负荷增加到某一数值时，张力可达到最大，但收缩速度为零，肌肉只能做等长收缩。

②当后负荷为零时，张力在理论上为零，肌肉收缩速度达到最大。

③肌肉收缩的张力—速度关系提示，要获得收缩的较大速度，负荷必须相应减少；要克服较大阻力，即产生较大的张力，收缩速度必须减慢。

（2）肌肉收缩的长度与张力关系

①若在肌肉收缩前加于肌肉一定负荷（称前负荷），使肌肉收缩前就处于某种被拉长状态，即改变肌肉初长度，实验表明，最初增大肌肉收缩的初长度，肌肉收缩时产生的张力也增加。

②当初长度增大超过某一长度时，张力反而减小。

③适宜初长度时，肌肉收缩产生的张力最大。

6．简述不同类型肌纤维的形态、代谢和生理特征，指出它们与运动能力的关系。

答：通常根据组织化学染色法将人类肌纤维分为Ⅰ型和Ⅱ型。

（1）形态、代谢和生理特征

①I型肌纤维

I型肌纤维收缩速度较慢，为慢肌纤维。I型肌纤维的直径细，肌纤维数量少，肌浆网不发达，线粒体数量多，容积大。I型肌纤维具有无氧能力低、有氧能力高、收缩速度慢、收缩力量小、抗疲劳能力强的生理特征。

②Ⅱ型肌纤维收缩速度快，为快肌纤维，包括三个亚型。I型肌纤维的直径粗，肌纤维数量多，肌浆网发达，线粒体数量少，容积小。I型肌纤维具有无氧能力高、有氧能力低、收缩速度快、收缩力量大、抗疲劳能力弱的生理特征。

（2）肌纤维类型与运动能力

对优秀运动员肌纤维百分组成的调查表明：

①从事短跑、跳跃即力量、速度为主项目的运动员，快肌百分组成占优势。

②从事马拉松、长跑，即以耐力为主项目的运动员，慢肌百分组成占优势。

③介于两者之间的从事中距离跑运动员，快肌和慢肌百分组成差不多。

以上为一般规律，也有特殊。说明符合专项要求的肌纤维配布只是取得良好成绩的许多因素中的一个因素，而优秀的运动成绩最终是由运动员生理、生化、心理、技战术和生物力学等众多因素综合的结果。